Генератор случайных сочетаний

 

Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет повысить точность формирования случайных сочетаний . Цель изобретения - повьшение точности за счет исключения случаев одновременного срабатывания первичных генераторов случайньк чисел. Он содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), группу 2 элементов И, элемент задержки 3, группу 4 генераторов случайных равномерно распределенных импульсов, группу 5 триггеров, две 5 1 Wviia wi«iBMpiH«BBBM«iMBi (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4002549/24-24 (22) 06.01.86 (46) 23.06.87, Бюл. N 23 (71) Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д. Калмыкова (72) В.N. Глушань (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . В 459773, кл. G 06 F 7/58, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1101820, кл. G 06 F 7/58, 1982.

Авторское свидетельство СССР . У 1228103, кл. С 06 F 7/58, 1984. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СОЧЕТАНИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет повысить точность формирования случайных сочетаний. Цель изобретения — повышение точности за счет исключения случаев одновременного срабатывания первичных генераторов случайных чисел. Он содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), группу 2 элементов И, элемент задержки 3, группу 4 генераторов случайных равномерно распределенных импульсов, группу 5 триггеров, две

131 группы 6,7 элементов И, группу 8 элементоц ИЛИ, группу элементов задержки 9, группУ 110 элементов ИЛИ, группу 11 формирователей импульсов, группу 12 элементов И, элемент ИЛИ 13, регистр сдвига 14, регистр 15 памяти, дешифратор 16, группу 17 элементов И, элемент ИЛИ 18 и триггер 19. При этом генератор 1 соединен с первым входами элементов И группы 2, а через элемент задержки 3 — с входами генераторов 4 и нулевыми входами триггеров 5, выход каждого из которых соединен с вторым входом соответствующего элемента И группы 2. Выход каждого из генераторов 4 соединен с первыми входами соответствующих элементов И группы 6 и 7, второй вход к-го элемента

И группы 7 и инверсный вход к-ro элемента И группы 6 соединены с выходом к-го элемента ИЛИ группы 8. Выход элемента И грулпы 6 соединен с первым входом к-ro элемента ИЛИ группы 10, второй вход которого через соответству1ощий элемент задержки группы 9 соеди-

9027 нен с выходом к-ro элемента И группы 7. Выход к-ro элемента ИЛИ группы

10 соединен с соответствующими входами элементов HJIH группы 8, кроме к-ro элемента -этой группы, а через к-й формирователь группы 11 — с первым входом к-ro элемента И группы 12 и к-м входом элемента 13 ИЛИ, выходом соединенного с информационным входом регистра 14 сдвига, установочный вход которого соединен с выходом элемента

3 задержки. Выходы регистра 15 соединены с входами дешифратора 16, выходами соединенного с первыми входами элемента И группы 17, вторые входы которых соединены с выходами регистра 14, а выходы — с входами элемента

18 ИЛИ, выходом соединенного с нулевым входом триггера 19, единичный вход которого соединен с выходом элемента 3 задержки, а выход — с вторыми входами всех элементов И группы

12, каждый из которых выходом соединен с единичным входом соответствующего триггера 5, 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения специализированных вычислительных устройств, предназначенных для автоматизированного решения задач конструирования радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение точности 10

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, группу 2 элементов И, элемент 3 задержки, группу генераторов 4 случайных равномерно распределенных импульсов, группу триггеров 5, группу 6 элементов "ЗАПРЕТ", группу элементов И 7, группу

8 элементов ИЛИ, группу 9 элементов задержки, группу 10 элементов ИЛИ, группу 11 формирователей импульсов, в простейшем случае представляющих дифференцирующие цепочки, группу 12

25 элементов И, элемент ИЛИ 13, регистр

14 сдвига, регистр 15 памяти, дешиф2 ратор 16, группу элементов И 17, элемент ИЛИ 18, триггер 19, Принцип работы устройства состоит в следующем.

Случайные по моментам появления импульсы, формируемые на выходах генераторов 4, имеют определенную длительность ь . Поэтому они во времени могут перекрываться, и в тех случаях, когда после появления ш-К импульсов (m — заданное число единиц в сочетании) затем в течение интервала времени, равного задержке появления сигнала блокировки случайных импульсов, появляется больше чем К импульсов, на выход устройства проходит больше заданного числа m единиц. Чтобы этого избежать все импульсы, появлящиеся с перекрытием во времени, смещаются и выстраиваются как бы в очередь. Это означает, что если несколько импульсов появляется с перекрытием, то тот импульс, который Появляется первым, на время своей длительности блокирует прохождение на выход устройства всех остальных им1319027 пульсов. Второй импульс появляется. только после окончания первого, независимо от того, какие части этих импульсов перекрываются ° Второй смещенный импульс блокирует на время своей длительности прохождение на выход устройства всех последующих и т.д.

Таким образом, перекрывающаяся последовательность импульсов вытягивается в последовательность примыкающих друг10 к другу импульсов, т.е. эти импульсы сливаются в один. Для того, чтобы все слившиеся импульсы можно быпо различить и зафиксировать, они дифференцируются, а при необходимости усиливаются и формируются по длительности, а затем подаются на регистр сдвига.

Смещение перекрывающихся импульсов и выстраивание их в очередь осуществляется с помощью цепочки элементов 20

ЗАПРЕТ 6, И 7, ИЛИ 8, элемента 9 задержки и элемента ИЛИ 10. Причем необходимо выполнение двух условий.

Время задержки элемента 9 должно быть равно длительности импульсов, формируемых на выходе генератора 4, и эта

- длительность должна быть не меньше= времени срабатывания регистра 14 плюс время прохождения сигнала через элементы И группы 17 элемент ИЛИ 18 и З0 время срабатывания триггера 19. Кроме того, тактовый интервал должен иметь запас по. длительности ш, т.е ° случайные импульсы должны появляться равновероятно на временном интервале, 35 уменьшенном на величину mc,. Запас интервала по длительности необходим для того, чтобы не произошло выхода очереди из m импульсов за пределы тактового интервала и,, как следствие, по- 40 тери некоторого их числа. Вероятность такого события мала, поэтому практически запас по длительности должен иметь величину меньше.

Пусть необходимо формировать слу- 45 чайные сочетания из ™7" по "4". При этом в регистр 15 необходимо записть число 4. Предположим, что первым случайный импульс появится на выходе второго генератора 4, второй (не пе- 50 рекрываясь с первым) — на выходе первого генератора 4, третий (не перекрываясь со вторым) — на выходе четвертого генератора 4. Эти импульсы, проходя формирователи 11, дифферен- 55 цируются и перебрасываются в единичI ное состояние первый, второй и четвертый триггеры 5. Пусть четвертый и пятый случайные импульсы, перекрываясь, появляются соответственно на выходах шестого и пятого генераторов

4. Так как импульс на выходе шестого генератора 4 появляется раньше, то он проходит через шестой открытый элемент И 6 на выход шестого элемента ИЛИ 10 и на время своей длительности через элементы ИЛИ группы 8 блокирует все элементы И группы 6, кроме шестого элемента этой группы, но открывает элементы И группы 7.Поэтому пятый случайный импульс с выхода пятого генератора 4 в течение всего времени перекрытия импульсов на выходах пятого и шестого генераторов

4 проходит через пятый элемент И группы 7 на пятый элемент 9 задержки.

Здесь он задерживается ровно на время длительности импульса . Та часть пятого случайного импульса, которая не перекрывается с шестым импульсом, проходит через пятый элемент И группы 6 на выход пятого элемента ИЛИ группы 10 беэ задержки.К этой части импульса на выходе элемента ИЛИ группы 10 достраивается недостающая до целого, задержанная часть импульса

Таким образом, на выходе пятого элемента ИЛИ группы 10 появляется целый пятый импульс длительности, но он смещается относительно четвертого импульса на величину их перекрытия.

Поэтому четвертый случайный импульс вслед за первым, вторым и третьим перебрасывает 4-й триггер 5 в едияичное состояние и одновременно передвигает "1" на следующий выход в регистре 14. При этом появляется единичный сигнал на выходе четвертого элемента И группы 17, который через элемент ИЛИ 18 перебрасывает тригrep 19, а тот в свою очередь блокирует элементы И группы 12. Так как по условию время от момента поступления

m-ro случайного импульса на информационный вход регистра 14 и до срабатывания триггера 19 должно быть не больше длительности, то к тому моменту, когда формируется пятый случайный импульс в соответствии с описанным, элементы И группы 12 уже saкрыты, и ни один случайный импульс не проходит на триггеры 5. Поэтому к моменту прихода очередного тактового импульса только первый, второй, четвертый и шестой триггеры оказываются в единичном состоянии, т.е. формируГираж 672 Подписное

ВШПЛИ Заказ 2513/43

lip<»"..в. --и;я игр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13190 ется сочетание из "7" по "4". Затем задержанный элементом 3 тактовый импульс устанавливает все триггеры 5 в нулевое состояние и производит перезапуск генераторов 4, После этого на- 5 чинается формирование очередного случайного сочетания из "7" по "4".

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в устранении сбоев при формировании случайных сочетаний, что эквивалентно повышению инструментальной точности устройства и сведению методической погрешности к нулю. Так, например, если при соот- 15 ношении длительностей случайного импульса и длительности Т тактового интервала 1;10 частота сбоев у известного устройства в соответствии с приведенными формулами составляет 20

7 ° 10 то предлагаемое устройство имеет нулевую частоту сбоев.

Кроме того, при увеличении числа разрядов предлагаемое устройство обладает более высоким быстродействием за счет того, что применяемый в известном устройстве узел сжатия имеет линейно убывающую зависимость быстродействия от числа его входов. В предлагаемом же устройстве вместо узла З0 сжатия используется регистр сдвига, быстродействие которого не зависйт от числа разрядов, формулаизобретения

Генератор случайных сочетаний, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И первой группы 40 и с входом элемента задержки, выход которого соединен с входами "Опрос" генераторов случайных равномерно распределенных импульсов группы и с нулевыми входами триггеров группы, еди- 45 ничные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, а единичные выходы триггеров группы соединены с вторыми входами элементов И первой группы, 50 выходы которых являются группой выходов генератора, группой входов задания. числа единиц в сочетаниях которого являются разрядные входы регистра памяти, .разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повыения точности, он содержит две групы элементов ИЛИ, группу элементов задержки, группу элементов ЗАПРЕТ, четвертую группу элементов И, группуформирователей импульсов и регистр сдвига, разрядные выходы которого соединены с HTopbMH входами элементов И третьей группы, выход элемента задержки соединен с входом "Сброс" регистра сдвига и с единичным входом триггера, выход которого соединен с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых объединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ и подключены к выходам соответствующих формирователей импульсов группы, выход второго элемента ИЛИ соединен с информационным входом регистра сдвига, выходы генераторов случайных равномерно распределенных импульсов группы соединены с первыми входами соответствующих элементов И четвертой группы и с прямыми входами соответствующих элементов "ЗАПРЕТ группы, выходы которых

Э соединены с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выходы которых соединены с входами соответствующих формирователей импульсов группы, выходы элементов

ИЛИ второй группы соединены с инверсными входами соответствующих элементов ЗАПРЕТ и с вторыми входами соответствующих элементов И четвертой группы, выходы которых через соответствующие элементы задержки группы соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выход каждого i-ro (х=1 и и — число выходов генератора) элемента ИЛИ первой группы соединен с i-ми входами. всех, кроме i-го, элементов ИЛИ второй группы.